CN112117208A - 薄膜干燥方法、薄膜干燥装置以及包括薄膜的器件 - Google Patents
薄膜干燥方法、薄膜干燥装置以及包括薄膜的器件 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112117208A CN112117208A CN201910536126.3A CN201910536126A CN112117208A CN 112117208 A CN112117208 A CN 112117208A CN 201910536126 A CN201910536126 A CN 201910536126A CN 112117208 A CN112117208 A CN 112117208A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- container
- gas
- pressure
- film
- drying
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000001035 drying Methods 0.000 title claims abstract description 78
- 239000010409 thin film Substances 0.000 title claims description 24
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 61
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 54
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims abstract description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 111
- 239000010408 film Substances 0.000 claims description 85
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 23
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 18
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims description 9
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 8
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 claims description 8
- 238000011049 filling Methods 0.000 claims description 6
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 4
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 4
- 239000002096 quantum dot Substances 0.000 description 21
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- 239000011265 semifinished product Substances 0.000 description 12
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 10
- KBPLFHHGFOOTCA-UHFFFAOYSA-N 1-Octanol Chemical compound CCCCCCCCO KBPLFHHGFOOTCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 description 5
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- BKIMMITUMNQMOS-UHFFFAOYSA-N nonane Chemical compound CCCCCCCCC BKIMMITUMNQMOS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 4
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 3
- 230000006837 decompression Effects 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 229920003227 poly(N-vinyl carbazole) Polymers 0.000 description 3
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 2
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 2
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 2
- 229920001609 Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) Polymers 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 150000001335 aliphatic alkanes Chemical class 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 238000007641 inkjet printing Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 1
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000013557 residual solvent Substances 0.000 description 1
- 238000000935 solvent evaporation Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007738 vacuum evaporation Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
- H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
- H01L21/67028—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like
- H01L21/67034—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for drying
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Drying Of Solid Materials (AREA)
- Electroluminescent Light Sources (AREA)
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
Abstract
本发明公开了薄膜干燥方法、薄膜干燥装置以及包括薄膜的器件，其中薄膜干燥方法包括以下步骤：S1，将表面具有湿膜的基板置于干燥装置的容器内，容器内的初始气压为P1，初始温度为T1；S2，对容器内进行加压，然后升高容器内的温度，使得容器内的气压增加至P2，温度升高至T2；S3，使容器内的气压由P2逐渐降至P3，P3小于P1，并使容器内的气压在P3下保持时间t。本发明通过先加压后减压的方式达到控制溶剂挥发速率的目的，在干燥初期，湿膜中的溶剂残留量最高，此时通过加压来限制溶剂的挥发速率，在干燥中期，通过逐步减压的方式促使溶剂逐渐挥发。本发明使得膜层均匀干燥，有利于获得致密性、平整性好的膜层。
Description
技术领域
本发明涉及干燥方法以及干燥装置，尤其涉及薄膜干燥方法、薄膜干燥装置以及包括薄膜的器件。
背景技术
目前，在器件的湿法制程中(尤其是光电器件领域)，需要依靠真空干燥技术来得到干膜。在高真空下，溶剂在较低的温度下即可被挥发，从而可以避免高温对器件的损伤。
但是采用现有的干燥方法或干燥装置进行干燥后，材料膜层的致密性较差，有时还会在表面出现类似“火山口”的缺陷，从而影响器件的性能。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种薄膜干燥方法，通过使膜层均匀干燥，来提高膜的致密性和均匀性。
本发明的另一个目的在于提供一种薄膜干燥装置，利用该装置可以实现膜层的均匀干燥，从而有利于提高膜的致密性和均匀性。
本发明的另一个目的还提供一种包括薄膜的器件，其薄膜致密性好，器件的相关性能好。
根据本发明的一个方面，提供一种薄膜干燥方法，包括以下步骤：
S1，将表面具有湿膜的基板置于干燥装置的容器内，所述容器内的初始气压为P1，初始温度为T1；
S2，对所述容器内进行加压，然后升高所述容器内的温度，使得所述容器内的气压增加至P2，温度升高至T2；
S3，使所述容器内的气压由P2逐渐降至P3，P3＜P1，并使所述容器内的气压在P3下保持时间t。
在其中一个实施例中，所述步骤S1中，所述湿膜的厚度为1nm～500nm，优选地，所述湿膜的厚度为1nm～100nm。
在其中一个实施例中，所述步骤S2中，向所述容器内充入第一加压气体，使所述容器内的气压增加至P2，所述第一加压气体为空气或惰性气体。
在其中一个实施例中，所述步骤S2中，向所述容器内充入第一加压气体以及第二加压气体，使所述容器内的气压增加至P2，所述第一加压气体为空气或惰性气体，所述第二加压气体为有机溶剂的饱和蒸气，所述有机溶剂为所述湿膜的溶剂中的一种或多种的混合。
在其中一个实施例中，所述步骤S4中，所述容器的气压降至P3后，还升高所述容器内的温度至T3，T3＞T2，优选地，60℃≤T2≤150℃，150℃≤T3≤200℃。
在其中一个实施例中，1bar＜P2＜10000bar，1×10-10bar＜P3＜1bar，60℃≤T2≤200℃，优选地，10min≤t≤120min。
在其中一个实施例中，所述步骤S3中，所述容器内的气压先由P2降至P1，然后由P1降至P3，所述气压由P2降至P1阶段的降压速率为0.01bar/s～10bar/s，所述气压由P1降至P3阶段的降压速率为10-5bar/s～10-1bar/s；优选地，所述容器内的气压由P1降至P3阶段包括：气压由P1降至P4阶段以及气压由P4降至P3阶段，其中，所述气压由P1降至P4阶段的降压速率为10-5bar/s～10-3bar/s，所述气压由P4降至P3阶段的降压速率为10-3bar/s～10-1bar/s。
根据本发明的另一个方面，提供一种薄膜干燥装置，包括：
容器，所述容器内提供一基板放置区域，所述容器具有至少一气体入口以及至少一气体出口；
加压单元，用于可控地将气体通过各所述气体入口充入所述容器内，以使所述容器内压力升高；
降压单元，用于可控地将所述容器内的气体通过所述气体出口排出，以使所述容器内压力降低；
加热单元，用于可控地升高所述容器内的温度。
在其中一个实施例中，所述气体入口位于所述基板放置区域的上方，所述气体出口位于所述基板放置区域的下方。
在其中一个实施例中，所述容器具有多个所述气体入口以及多个所述气体出口，多个所述气体入口在所述基板放置区域的投影相对于所述基板放置区域的中心呈对称分布，多个所述气体出口在所述基板放置区域的投影相对于所述基板放置区域的中心呈对称分布；
或者，所述容器具有一个所述气体入口以及一个所述气体出口，所述气体入口在所述基板放置区域上的投影处于所述基板放置区域的中心，所述气体出口在所述基板放置区域上的投影处于所述基板放置区域的中心。
在其中一个实施例中，所述气体入口的口径大于所述气体出口的口径，优选地，所述气体入口的口径为1mm～10mm，所述气体出口的口径为0.5mm～5mm。
根据本发明的另一个方面还提供一种包括薄膜的器件，所述薄膜由上述薄膜干燥方法干燥制得。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：本发明通过有效地控制溶剂挥发的速度，使得膜层均匀干燥，有利于获得致密性好的膜层，也有利于提高包括该膜层的器件的相关性能。
附图说明
图1为本发明的薄膜干燥装置的一个实施例的示意图；
图中：1、容器；10、基板放置区域；11、气体入口；12、气体出口；5、具有湿膜的基板。
具体实施方式
下面，结合具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
在本发明的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“中心”，“横向”、“纵向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本发明的具体保护范围。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
现有技术中，为了保护膜层材料的化学性质稳定，且保证膜层彻底干燥，一般都采用真空干燥技术。本领域的技术人员可以理解的是，随着压力降低，溶剂的沸点也会降低，且随着密闭腔体内气体分子不断减少，溶剂分子的挥发速率也会加快，因此真空干燥技术可以实现在一定真空度下，用相对较低的温度实现膜层的彻底干燥，防止干燥温度过高对材料造成损伤而使成品性能下降。
然而，这种技术存在很大的不足，即它只关注材料本身，如成膜材料是否受热损伤，溶剂材料是否完全除尽等，而忽略了由成膜材料组成的膜层本身。本领域的技术人员可以理解的是，膜层的质量往往比膜层的组成对器件性能影响更大。在真空干燥时，某个温度和真空度下，溶剂从膜中的逸出速度非常快，有时会达到该压力下的沸点，造成类似闪蒸的快速逸出现象，这会使膜的致密性或平整性很差。尽管现有的干燥方式中，会有逐步升温或逐步抽真空的过程，但对溶剂挥发的可控性还是很差，溶剂分子无法以相对稳定的速率逸出(尤其是在干燥初期)。基于此，本发明提供一种薄膜干燥方法，能够有效控制湿膜中溶剂的挥发速率，使膜层均匀干燥，从而获得致密性和平整性好的膜层。
本发明的薄膜干燥方法包括以下步骤：
S1，将表面具有湿膜的基板置于干燥装置的容器内，容器内的初始气压为P1，初始温度为T1；
S2，对容器内进行加压，然后升高容器内的温度，使得容器内的气压增加至P2，温度升高至T2；
S3，使容器内的气压由P2逐渐降至P3，P3小于P1，并使容器内的气压在P3下保持时间t。
本发明通过先加压后减压的方式达到控制溶剂挥发速率的目的，在干燥初期，湿膜中的溶剂残留量最高，挥发量也大，此时通过加压来限制溶剂的挥发速率，可以避免溶剂挥发过快，在干燥中期，通过逐步减压的方式促使溶剂逐渐挥发。本发明提供的方法通过改变容器内的温度和压力来调控溶剂的挥发速率，使得膜层均匀干燥，从而有利于获得致密性、平整性好的膜层。
本领域的技术人员可以理解的是，步骤S1中，容器内的初始气压为常压，容器内的初始温度为室温。在一些实施例中，P1为1bar，也即一个大气压；T1为20℃～25℃。
上述步骤S2中的加压步骤在升温步骤之前开始，也即在升温时，容器内的气体压力已经大于初始气压P1，从而可以减缓溶剂的挥发。步骤S2中，升温步骤可以是气压达到P2后再进行，也可以在气压还未达到P2时就进行。在一个优选实施例中，先使容器内的气压增加至P2，然后再进行升温，使容器内的温度升高至T2。在一些实施例中，1bar＜P2＜10000bar，60℃≤T2≤200℃。
值得一提的是，步骤S2中，升温的目的主要是对具有湿膜的基板进行加热，因此本发明所说的容器内的温度主要是指容器内基板附近的温度。
步骤S3中，湿膜中的部分溶剂已经挥发，此时通过逐渐降压，使剩余的溶剂逐步挥发。最后，在负压P3下保持一定的时间t，使溶剂尽量挥发完全。在一些实施例中，1×10- 10bar＜P3＜1bar，10min≤t≤120min。优选地，1×10-5bar≤P3≤1×10-3bar。
本发明提供的薄膜干燥方法适用范围广，可用于干燥厚度在几纳米到数百纳米之间的薄膜。在一些实施例中，步骤S1中，湿膜的厚度为1nm～500nm。优选地，湿膜的厚度为1nm～100nm。
步骤S2中，对容器内加压，通过充入加压气体实现。
在一些实施例中，步骤S2中，向容器内充入第一加压气体，使容器内的气压增加至P2，第一加压气体为空气或惰性气体。可以理解的是，本发明所说惰性气体是指针对器件或湿膜的材料表现为惰性的气体，例如氮气、氩气等，本发明所说惰性气体可以是一种气体，也可是多种气体的混合气。
在另一些实施例中，步骤S2中，向容器内充入第一加压气体和第二加压气体，使容器内的气压增加至P2，第一加压气体为空气或惰性气体，第二加压气体为有机溶剂的饱和蒸气，该有机溶剂为湿膜的溶剂中的一种或多种的混合。通过在加压气体中混合入有机溶剂的饱和蒸气，可以抑制湿膜中该有机溶剂的挥发速率。第一加压气体与第二加压气体可以预先混合后一起充入到容器内，也可以先向容器内充入一种加压气体，然后再充入另一种加压气体。湿膜的溶剂可以选自良溶剂、不良溶剂或其组合，良溶剂、不良溶剂的区分是依据对湿膜中的溶质的溶解度大小。
例如，在喷墨打印后，溶剂挥发时容易在图案边缘出现“咖啡环”，也即本领域技术人员熟知的咖啡环效应。为了抑制咖啡环效应，通常在墨水配方中加入不良溶剂，在干燥时，不良溶剂能够抑制墨水中的溶质组分向边沿聚集，从而能够抑制咖啡环的产生。但是，不良溶剂的挥发速度相对较慢(与良溶剂相比)，在墨水长期存储中，不良溶剂的组份会逐渐升高，增加墨水中溶质组份析出的概率，同时也增加了喷嘴堵塞的风险。而采用本发明提供的薄膜干燥方法，可以减少墨水中不良溶剂的用量。进行干燥时，在加压气体中混入上述不良溶剂的饱和蒸气，不良溶剂的饱和蒸气可以降低湿膜(也即打印后的墨水)中不良溶剂的挥发速度，也会在加压的作用下有一定量的不良溶剂进入到湿膜中，这使得湿膜中不良溶剂可以充分发挥其抑制咖啡环效应的功能。此外，由于墨水的原始配方中不良溶剂减少，喷嘴被墨水堵塞的风险也降低了。
第二加压气体中的有机溶剂可以是但不限于芳烃类、烷烃类、醇类。
在干燥后期，大部分溶剂已经挥发，此时溶剂的挥发量较干燥前期低，为了加快残留溶剂的挥发，可以适当升温，这也有利于膜层的彻底干燥。在一些实施例中，步骤S3中，容器的气压降至P3后，还升高容器内的温度至T3，T3＞T2，优选地，60℃≤T2≤150℃，150℃≤T3≤200℃。
步骤S3中，对容器内降压，通过从容器内抽气实现。
在一些实施例中，步骤S3中，容器内的气压先由P2降至P1，然后由P1降至P3，气压由P2降至P1阶段的降压速率为0.01bar/s～10bar/s，气压由P1降至P3阶段的降压速率为10- 5bar/s～10-1bar/s。
当容器内的压力变为负压(也即容器内压力小于常压)时，降压会使溶剂的沸点迅速降低，为了进一步实现均匀干燥，此时的降压过程优选为先慢后快。在一些实施例中，容器内的气压由P1降至P3阶段包括：气压由P1降至P4阶段以及气压由P4降至P3阶段，其中，气压由P1降至P4阶段的降压速率为10-5bar/s～10-3bar/s，气压由P4降至P3阶段的降压速率为10-3bar/s～10-1bar/s。本领域技术人员可以理解，P3＜P4＜P1。
为配合以上薄膜干燥方法，本发明还提供一种薄膜干燥装置，用于实现对干燥腔内可控地加压以及可控地降压。
如图1所示，本发明的薄膜干燥装置包括容器1、加压单元(图中未示出)、降压单元(图中未示出)以及加热单元(图中未示出)。其中，容器1内提供一基板放置区域10，容器1具有至少一气体入口11以及至少一气体出口12。加压单元用于可控地将气体通过气体入口11充入容器1内，以使容器1内的气压升高。降压单元用于可控地将容器1内的气体通过气体出口12排出，以使容器1内的气压降低。加热单元用于可控地升高容器1内的温度。
待干燥的具有湿膜的基板5适于放置在容器1的基板放置区域10处；利用加压单元向容器1内充入定量的加压气体，从而可将容器1内的气压增加至P2；利用加热单元升高容器1内的温度，从而可将容器1内的温度升高至T2；然后再利用降压单元将容器1内的气体定量地排出，从而可将容器1内的气压降至P3。利用上述薄膜干燥装置进行薄膜干燥时，可以有效地控制湿膜中溶剂的挥发速率，从而有利于得到致密均匀的膜层。
本发明的薄膜干燥装置利用加压单元可以很好地控制干燥初期溶剂的挥发速率，从而使得膜层均匀干燥。
本领域技术人员可以理解，利用各种功能的泵浦可以实现可控地将气体充入或排出容器1，也即，本领域的技术人员结合现有技术可以实现对气体充入或排出的定量、定速的控制。
加热单元升高容器1内的温度可以但不限于通过以下方式实现：加热单元加热容器1的容器壁，然后利用热辐射使容器1内的温度升高，进而位于基板放置区域10的湿膜的温度升高；或者，加热单元设置在基板放置区域10，直接对基板进行加热。优选地，加热单元为设置在基板放置区域10处的热板，加热单元直接对基板进行加热，此时热量相对于基板由下至上，其干燥效果好。
值得一提的是，容器1适于形成一密闭的腔体，从而在充气或排气时，容器1内的气压随之变化。
在一些实施例中，气体入口11位于基板放置区域10的上方，从而充入容器1内的加压气体正面作用于设在基板放置区域10上的湿膜，可以快速起到抑制溶剂挥发的作用。气体出口12位于基板放置区域10的下方，从而在排气时，湿膜上方的气压可以均匀、缓慢地降低。
在一些实施例中，容器1具有一个气体入口11，气体入口11在基板放置区域10上的投影处于基板放置区域10的中心。容器1具有一个气体出口12，气体出口12在基板放置区域10上的投影处于基板放置区域10的中心。
在另一些实施例中，容器1具有多个气体入口11以及多个气体出口12，多个气体入口11在基板放置区域10上的投影相对于基板放置区域10的中心呈对称分布，多个气体出口12在基板放置区域10上的投影相对于基板放置区域10的中心呈对称分布。
值得一提的是，加压用于抑制溶剂的挥发，加压速度快有利于在薄膜干燥初期迅速抑制挥发速率，将其控于较小区间，而降压时，溶剂挥发加快，减缓降压的速度有利于控制溶剂的挥发，因此，在一些优选实施例中，气体入口11的口径大于气体出口12的口径。优选地，气体入口11的口径为1mm～10mm，气体出口12的口径为0.5mm～5mm。
本发明还提供一种器件，包括薄膜，该薄膜采用前述薄膜干燥方法制得。该器件可以是但不限于QLED、OLED器件等。
【实施例1】
(1)制备QLED器件半成品：在30*30mm的ITO玻璃上，依次旋涂厚度为40nm的PEDOT、厚度为30nm的聚(9-乙烯咔唑)(PVK)并干燥；用DMP2831桌上型打印设备在滴液间隔30μm的条件下，在干燥后的PVK表面打印绿色量子点墨水，量子点墨水中量子点的浓度为1wt％，量子点墨水中的溶剂包括壬烷和辛醇，二者的体积比为壬烷:辛醇＝7.5:2.5，打印后湿膜的厚度约50nm。
(2)干燥上述QLED器件半成品：将打印完成后的绿色量子点墨水基板置于常温T1、常压P1(P1＝1bar，T1＝25℃)的腔体中，腔体密闭后通入氮气，将腔体内压力増至P2，P2＝100bar，然后开启加热，使基板温度升至T2，T2＝100℃；然后以0.1bar/s的速率逐渐降低腔体内压力至常压P1后，以10-5bar/s的减压速率将腔体压力降至P3，P3＝10-4bar，维持该气压30min后，关闭加热，通入氮气将腔体压力恢复至常压，并持续通入氮气，使腔体温度下降，待其恢复常温后，开腔，将基板取出进行后续膜层的制作。
(3)QLED电致发光器件制备：在步骤(2)干燥后的量子点层表面旋涂厚度约为50nm的氧化锌层并干燥，最后真空蒸镀100nm的Al电极，并封装，得到QLED电致发光器件，其中，器件的有效发光面积为3mm*3mm。
【实施例2】
(1)制备QLED器件半成品的方法同实施例1的步骤(1)。
(2)干燥上述QLED器件半成品：将打印好绿色量子点墨水的基板置于常温T1、常压P1(P1＝1bar，T1＝25℃)的腔体中，腔体密闭后通入氮气和辛醇在25℃下的饱和蒸气，将腔体内压力増至P2，P2＝100bar，然后开启加热，使基板温度升至T2，T2＝100℃；然后以0.1bar/s的速率逐渐降低腔体内压力至常压P1后，以10-5bar/s的减压速率将腔体压力降至P3，P3＝10-4bar，维持该气压30min后，关闭加热，通入氮气将腔体压力恢复至常压，并持续通入氮气，使腔体温度下降，待其恢复常温后，开腔，将基板取出进行后续膜层的制作。
(3)QLED电致发光器件制备的方法同实施例1的步骤(3)。
【实施例3】
(1)制备QLED器件半成品的方法同实施例1的步骤(1)。
(2)干燥上述QLED器件半成品：将打印好绿色量子点墨水的基板置于常温T1、常压P1(P1＝1bar，T1＝25℃)的腔体中，腔体密闭后通入氮气，将腔体内压力増至P2，P2＝100bar，然后开启加热，使基板温度升至T2，T2＝100℃；然后以0.1bar/s的速率逐渐降低腔体内压力至常压P1后，以10-5bar/s的减压速率将腔体压力降至P3，P3＝10-4bar，然后升高基板温度至T3，T3＝150℃，维持该气压30min后，关闭加热，通入氮气将腔体压力恢复至常压，并持续通入氮气，使腔体温度下降，待其恢复常温后，开腔，将基板取出进行后续膜层的制作。
(3)QLED电致发光器件制备的方法同实施例1的步骤(3)。
【对比例1】
(1)制备QLED器件半成品的方法同实施例1的步骤(1)。
(2)干燥上述QLED器件半成品：将打印好绿色量子点墨水的基板置于热板上(热板置于氮气氛围内)，在150℃下加热1h，得到干燥的QLED器件半成品。
(3)QLED电致发光器件制备的方法同实施例1的步骤(3)。
【对比例2】
(1)制备QLED器件半成品的方法同实施例1的步骤(1)。
(2)干燥上述QLED器件半成品：将打印好绿色量子点墨水的基板置于真空干燥箱中(型号VDL115)，在100℃和10-4bar真空度下干燥1h，得到干燥的QLED器件半成品。
(3)QLED电致发光器件制备的方法同实施例1的步骤(3)。
检测以上各实施例以及对比例中的量子点层的表面粗糙度，测试结果见表1。检测以上各实施例以及对比例的QLED器件的外量子效率、2000nit下的T70、1V下的电流密度，测试结果见表1。其中2000nit下的T70是指：利用老化架测试2000nit下器件亮度降为初始亮度70％所经历的时间。
表1
从上表各实施例和对比例的数据可以看出，量子点层的表面粗糙度与器件在1V下的电流密度(此时二极管处于截止状态，用此时的电流密度来体现器件的漏电流大小)呈正相关，也即量子点层的表面粗糙度越大，1V下的电流密度越大，这可能是量子点层粗糙度的差异影响了氧化锌层与之结合的致密性，由于量子点是器件各层材料中导电性最差的组份，若其膜层表面有相对较大的缝隙或孔洞，后续的纳米氧化锌粒子很可能穿过该缝隙或孔洞，直接与量子点层下面的PVK层搭接，造成这些区域不发光，严重的可能会造成器件整体短路而完全不发光。
采用本发明的干燥方法干燥的量子点膜(实施例1-3)的粗糙度比常压烘烤(对比例1)或普通真空干燥(对比例2)得到的量子点膜的粗糙度小，可见采用本发明的干燥方法有利于获得致密性、平整性好的膜层。
实施例1-3的QLED器件的外量子点效率以及稳定性优于对比例1、2的QLED器件，这说明提高量子点膜的致密性、平整性对于提高QLED器件的发光效率和稳定性有利。
实施例2与实施例1的区别在于，进行量子点膜的干燥时，引入了量子点墨水不良溶剂辛醇的饱和蒸气，这有利于改善膜层的干燥质量，因此实施例2的量子点膜的表面粗糙度最小，实施例2器件的漏电流最低，器件的发光效率和稳定性相对更高。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。
Claims (12)
1.一种薄膜干燥方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，将表面具有湿膜的基板置于干燥装置的容器内，所述容器内的初始气压为P1，初始温度为T1；
S2，对所述容器内进行加压，然后升高所述容器内的温度，使得所述容器内的气压增加至P2，温度升高至T2；
S3，使所述容器内的气压由P2逐渐降至P3，P3＜P1，并使所述容器内的气压在P3下保持时间t。
2.根据权利要求1所述的薄膜干燥方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述湿膜的厚度为1nm～500nm，优选地，所述湿膜的厚度为1nm～100nm。
3.根据权利要求1所述的薄膜干燥方法，其特征在于，所述步骤S2中，向所述容器内充入第一加压气体，使所述容器内的气压增加至P2，所述第一加压气体为空气或惰性气体。
4.根据权利要求1所述的薄膜干燥方法，其特征在于，所述步骤S2中，向所述容器内充入第一加压气体以及第二加压气体，使所述容器内的气压增加至P2，所述第一加压气体为空气或惰性气体，所述第二加压气体为有机溶剂的饱和蒸气，所述有机溶剂为所述湿膜的溶剂中的一种或多种的混合。
5.根据权利要求1所述的薄膜干燥方法，其特征在于，所述步骤S4中，所述容器的气压降至P3后，还升高所述容器内的温度至T3，T3＞T2，优选地，60℃≤T2≤150℃，150℃≤T3≤200℃。
6.根据权利要求1所述的薄膜干燥方法，其特征在于，1bar＜P2＜10000bar，1×10-10bar＜P3＜1bar，60℃≤T2≤200℃，优选地，10min≤t≤120min。
7.根据权利要求1-6任一所述的薄膜干燥方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述容器内的气压先由P2降至P1，然后由P1降至P3，所述气压由P2降至P1阶段的降压速率为0.01bar/s～10bar/s，所述气压由P1降至P3阶段的降压速率为10-5bar/s～10-1bar/s；优选地，所述容器内的气压由P1降至P3阶段包括：气压由P1降至P4阶段以及气压由P4降至P3阶段，其中，所述气压由P1降至P4阶段的降压速率为10-5bar/s～10-3bar/s，所述气压由P4降至P3阶段的降压速率为10-3bar/s～10-1bar/s。
8.一种薄膜干燥装置，其特征在于，包括：
容器，所述容器内提供一基板放置区域，所述容器具有至少一气体入口以及至少一气体出口；
加压单元，用于可控地将气体通过所述气体入口充入所述容器内，以使所述容器内气压升高；
降压单元，用于可控地将所述容器内的气体通过所述气体出口排出，以使所述容器内气压降低；
加热单元，用于可控地升高所述容器内的温度。
9.根据权利要求8所述的薄膜干燥装置，其特征在于，所述气体入口位于所述基板放置区域的上方，所述气体出口位于所述基板放置区域的下方。
10.根据权利要求9所述的薄膜干燥装置，其特征在于，所述容器具有多个所述气体入口以及多个所述气体出口，多个所述气体入口在所述基板放置区域的投影相对于所述基板放置区域的中心呈对称分布，多个所述气体出口在所述基板放置区域的投影相对于所述基板放置区域的中心呈对称分布；
或者，所述容器具有一个所述气体入口以及一个所述气体出口，所述气体入口在所述基板放置区域上的投影处于所述基板放置区域的中心，所述气体出口在所述基板放置区域上的投影处于所述基板放置区域的中心。
11.根据权利要求8-10任一所述的薄膜干燥装置，其特征在于，所述气体入口的口径大于所述气体出口的口径，优选地，所述气体入口的口径为1mm～10mm，所述气体出口的口径为0.5mm～5mm。
12.一种包括薄膜的器件，其特征在于，所述薄膜由权利要求1-7任一所述的薄膜干燥方法干燥制得。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910536126.3A CN112117208B (zh) | 2019-06-20 | 2019-06-20 | 薄膜干燥方法、薄膜干燥装置以及包括薄膜的器件 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910536126.3A CN112117208B (zh) | 2019-06-20 | 2019-06-20 | 薄膜干燥方法、薄膜干燥装置以及包括薄膜的器件 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112117208A true CN112117208A (zh) | 2020-12-22 |
| CN112117208B CN112117208B (zh) | 2024-09-10 |
Family
ID=73795743
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910536126.3A Active CN112117208B (zh) | 2019-06-20 | 2019-06-20 | 薄膜干燥方法、薄膜干燥装置以及包括薄膜的器件 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112117208B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114455837A (zh) * | 2022-03-08 | 2022-05-10 | 无锡极电光能科技有限公司 | 一种钙钛矿量子点玻璃及其制备方法与应用 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09263494A (ja) * | 1996-03-29 | 1997-10-07 | Nissan Motor Co Ltd | 安定化ジルコニア薄膜と単結晶シリコン基体との複合構造体およびその製造方法 |
| CN1575313A (zh) * | 2001-10-24 | 2005-02-02 | 积水化学工业株式会社 | 聚合物合金的制造方法、聚合物合金、成形品、透明成形品以及光学薄膜 |
| CN103730331A (zh) * | 2012-10-10 | 2014-04-16 | 辛耘企业股份有限公司 | 干燥方法及干燥装置 |
| JP2015124982A (ja) * | 2013-12-27 | 2015-07-06 | 株式会社前川製作所 | ヒートポンプ式乾燥装置及びその運転方法 |
| CN104859291A (zh) * | 2015-04-13 | 2015-08-26 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种干燥装置及其干燥方法 |
| CN107894741A (zh) * | 2017-11-06 | 2018-04-10 | 西安交通大学 | 一种溶液环境可控的高性能薄膜制备装备 |
-
2019
- 2019-06-20 CN CN201910536126.3A patent/CN112117208B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09263494A (ja) * | 1996-03-29 | 1997-10-07 | Nissan Motor Co Ltd | 安定化ジルコニア薄膜と単結晶シリコン基体との複合構造体およびその製造方法 |
| CN1575313A (zh) * | 2001-10-24 | 2005-02-02 | 积水化学工业株式会社 | 聚合物合金的制造方法、聚合物合金、成形品、透明成形品以及光学薄膜 |
| CN103730331A (zh) * | 2012-10-10 | 2014-04-16 | 辛耘企业股份有限公司 | 干燥方法及干燥装置 |
| JP2015124982A (ja) * | 2013-12-27 | 2015-07-06 | 株式会社前川製作所 | ヒートポンプ式乾燥装置及びその運転方法 |
| CN104859291A (zh) * | 2015-04-13 | 2015-08-26 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种干燥装置及其干燥方法 |
| CN107894741A (zh) * | 2017-11-06 | 2018-04-10 | 西安交通大学 | 一种溶液环境可控的高性能薄膜制备装备 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114455837A (zh) * | 2022-03-08 | 2022-05-10 | 无锡极电光能科技有限公司 | 一种钙钛矿量子点玻璃及其制备方法与应用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN112117208B (zh) | 2024-09-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7300686B2 (en) | Organic electro-luminescent device, manufacturing method for the same, and electronic equipment | |
| JP5626611B2 (ja) | 基板乾燥装置及び基板乾燥方法 | |
| KR102239203B1 (ko) | 기판 처리 방법, 기억 매체 및 가열 장치 | |
| JP6639175B2 (ja) | 乾燥装置及び乾燥処理方法 | |
| JP2006026463A (ja) | 塗布装置及び塗布方法 | |
| TWI284490B (en) | Light-emitting material, organic electroluminescent apparatus, and method of manufacturing the same | |
| US10566397B2 (en) | Ink jet printing first and second materials to form a pixel defining layer having groove | |
| CN107403824B (zh) | 印刷显示器件的制备方法 | |
| CN104823294B (zh) | 有机薄膜形成装置及有机薄膜形成方法和利用其的有机薄膜元件的制造方法 | |
| Bail et al. | Inkjet printing of blue phosphorescent light-emitting layer based on bis (3, 5-di (9 H-carbazol-9-yl)) diphenylsilane | |
| CN112117208A (zh) | 薄膜干燥方法、薄膜干燥装置以及包括薄膜的器件 | |
| WO2006132128A1 (ja) | 正孔注入輸送層用塗液、正孔注入輸送層の製造方法、有機エレクトロルミネセンス素子、及び、その製造方法 | |
| Xing et al. | Inkjet printed polystyrene sulfuric acid-doped poly (3, 4-ethylenedioxythiophene)(PEDOT) uniform thickness films in confined grooves through decreasing the surface tension of PEDOT inks | |
| CN207257129U (zh) | 冷凝结构及减压干燥装置 | |
| JP2013140833A (ja) | 基板処理方法及び基板処理装置 | |
| US20180019118A1 (en) | Pattern forming method and heating apparatus | |
| JP2001276726A (ja) | 薄膜及び微細構造体の製造方法、並びに微細構造体 | |
| JP4285264B2 (ja) | 有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法 | |
| Liu et al. | Improving film uniformity and interface solvent resistance to realize multilayer printing of OLED devices | |
| CN111137041A (zh) | 膜层预处理方法以及装置 | |
| CN106960921B (zh) | 有机电致发光器件及其制作方法 | |
| JP4765857B2 (ja) | 有機ｅｌ発光材料、及び有機ｅｌ装置の製造方法 | |
| CN111916560A (zh) | 薄膜制备方法和装置 | |
| US11732074B2 (en) | Compositions and techniques for forming organic thin films | |
| JP6878557B2 (ja) | 乾燥装置及び乾燥処理方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |